Libp2p：IPFS与Polkadot的双剑合璧

暨5月20日Dr.GavinWood宣布启动Substrate接入IPFS的开发工作-作为2020年最为瞩目的两大公链项目，IPFS和Polkadot的合作已悄然开始。全文阅读时间：20分钟文章面向Polkadot和IPFS生态的开发者与技术爱好者如果大家有关注过Polkadot、Substrate、IPFS的动态，可能都对libp2p这一名词比较眼熟。Libp2p是一个点对点网络协议堆栈。最初的标准版本是由协议实验室(ProtocolLab)开发，并基于libp2p打造出IPFS星际文件系统，同时多个开发团队基于开源的libp2p框架又开发出适合自己的X-libp2p点对点网络底层。

图：Web3技术栈-Lay0，Lay1Libp2p作为一个模块化和可拓展的网络堆栈，已由IPFS，波卡,Substrate等很多开源项目所应用。Libp2p实际上是众多点对点网络协议的的统称，并由众多开发者帮助实现了Rust,Python等语言、以及面向不同对象的衍生版本；例如Gossip协议，BitTorrent，TOR，都是libp2p协议的一部分--最初是由协议实验室发起，一直在维持libp2p的Go语言和JavaScript语言实现的开发和运维，波卡的开发公司ParityTechnologies实现了Rust语言版的Libp2p。作为一个开源项目，Libp2p网络栈可以由任何开发者开发并不断扩张到任何应用。波卡之中的IPFSprotocol

动态 | Facebook在公布Libra前曾三次与英国官员会面:Facebook在公布其数字货币计划Libra的前几周曾三次与英国财政部、央行和监管官员会面。其中，在4月23日，Facebook在英国财政部会见了一名负责加密货币政策的初级部长和官员。一天后，根据英国财政部和监管机构发布的会议日程，Facebook与英国财务行为监管局（FCA）会面讨论了Libra。5月14日，Facebook会见了英国财政部、英格兰银行和FCA的官员就Libra问题进行了会面。这些会议的细节表明，Facebook正齐心协力，争取在6月18日宣布Libra前为自己的计划赢得支持。尽管如此，欧洲和美国的监管机构和政界人士还是对Libra仍持怀疑态度，担心其颠覆世界金融体系、损害隐私和助长的可能性。(路透社)[2019/9/19]

图：IPFS协议与libp2p协议-Polkadot技术栈在开发的过程中，波卡自己使用了由Rust语言开发的版本跟协议实验室的“标准”libp2p版本有所不同。首先以林嘉文博士(Dr.GavinWood)带领的Polkadot项目与Parity开发团队推出了自己的区块链开发框架Substrate，Substrate框架下的libp2p网络协议是“标准libp2p协议和自研点对点网络协议的混合”。<Substrate是波卡开发团队Parity研发的区块链搭建SDK,具有：适配扩容互操作结构，runtime逻辑自定义，无需分叉升级，适用于所有波卡生态项目并可在未来接入波卡等优点,Gavin曾用Substrate演示15分钟搭建并发布一条公链>在libp2p官方标准协议方面，波卡共享了IPFS的libp2p，共同的功能包括connection-checking(Ping协议)，informationonpeers(Identity协议)，以及Kademiliaramdonwalking等。

声音 | 任泽平： 应鼓励腾讯阿里加入Libra 推动人民币纳入Libra的储备资产:昨日，恒大集团首席经济学家任泽平发文表示，应鼓励互联网企业发币，鼓励企业加入Libra，推动人民币纳入Libra的储备资产。我国互联网行业巨头腾讯、阿里巴巴等在区块链技术领域均有所开拓，并且互联网企业用户基础较好，法币潜力巨大。未来是否进行数字货币研发还取决于监管当局的态度。此外还可以鼓励我国互联网企业成为Libra合作伙伴，积极加入Libra协会理事会，参与重大政策或技术性决策的表决，推动人民币进入Libra储备资产。[2019/8/2]

图：Cratesc_network-Parity而同时基于Libp2p，Substrate框架为此专门研发一套点对点网络协议：LegacySubstratestream：用于获取区块信息(同步)的请求-响应、轻量级客户端、事务通知和区块声明等。详情参考：https://crates.parity.io/Substrate与IPFS:

为区块链搭建框架赋能星际文件系统-IPFS是一种点对点的超媒体协议，它允许将文件上传到网络，并与内容可寻址URI共享。尽管IPFS和Substrate都使用libp2p，但不能说Substrate“使用”IPFS，因为除了共享用于联网的底层库之外，更多的是基于IPFS和libp2p的技术扩展。

声音 | 苏宁金融研究院院长助理：Libra的出现或给比特币敲响了丧钟:7月16日，苏宁金融研究院院长助理薛洪言在新浪专栏发表文章《Libra若成 比特币将灭》，文章表示，Libra的出现，或给比特币敲响了丧钟。比特币的核心优势是去中心化，解决了信任问题。Libra背后有巨头支撑，天然能俘获绝大多数人的信任，在安全性上不输比特币。此外，Libra与一篮子官方货币挂钩，革除了币值波动的弊端；在物理性能更是秒杀比特币。Libra及Libra们的出现，将在大多数支付场景中取代比特币。若Libra在各方压力下难产，则给比特币敲响警钟一说自不成立。因为Libra面临三种阻力：无法在禁止虚拟货币的国家落地、传统金融体系的竞争压力和金融风险防范压力。[2019/7/16]

图：Substrate技术栈那么Polkadot和Substrate会选择libp2p作为网络层呢？首先目前的事实是几乎所有的分布式的点对点的网络协议都存在传统中心授信式网络的遗留问题。Libp2p的开源属性使其成为开发者可以即插即用的工具套件。首先在去分布式计算中，最重要的转变之一就是Client/Server的概念不复存在。以你的家用宽带路由器为例，所有连接到宽带的设备都会有一个私人的IP地址。当你向服务器请求服务时，你的宽带路由器就会将你的私人IP地址替换成一个家庭网络内的公用IP地址。

声音 | 前中国银行副行长王永利：有关Libra的诸多问题尚未明确:今日，前中国银行副行长王永利发文再次发表对Facebook的加密货币的看法。他表示，现在人们在讨论Facebook的加密货币时，就好像其愿景已经实现或肯定能实现，认为其27亿用户会自然而然就成为Libra的用户，其应用范围将超过绝大部分国家的货币，而不是仔细分析其实现的条件、存在的问题、面临的竞争等现实问题。王永利指出，现在叫全球币或无国界货币，是指超越国家的主权货币，但这些币依然是各个网络社区或平台的专用币，无国界，但有链界！在网络世界里，这真的是去中心的吗？完全去中心，调整规则的效率如何保证？去中心一定是人类社会的最佳选择吗？[2019/6/19]

如果你自己的所有设备就是该宽带的所有连接的客户端，那就不会产生中心化服务器造成的问题，但如果一个来自外界的陌生客户端会连接到你的宽带路由器并想你的设备发出“请求”-->此时你的设备就会行使服务器的角色并向外界的请求者发出所对应的数据或命令回复-导致数据泄漏。这个状态就是典型的NAT穿透问题。而Libp2p就可以处理这一问题，点对点网络框架下客户端同时也是服务器，每个点与点之间会相互请求和传输数据并由设定好的算法对网络行为进行通过或不通过的验证。一个网络节点之外包装的形式可以是各种硬件、或是操作系统、或者通信协议。Libp2p既支持未加密的(如TCP、UDP)，也支持开箱即用的加密协议(如TLS、Noise)。Libp2p的“中继”理念众多使用libp2p网络底层的项目会共享libp2p带来的优势，以libp2p的“子协议Relay”为例。

动态 | LibertyX与美国法币ATM供应商达成合作:据Coingeek报道，加密货币公司LibertyX宣布已与美国法币ATM供应商Genmega建立合作伙伴关系，将使人们可以通过ATM直接使用借记卡购买加密货币。据悉，这是美国首次相关举措。[2018/10/18]

图：两个网络节点的Relay协议，通过Multiformats的Multiaddr自描述地址对传输的地址进行解释当众多网络节点依附于各种不一样的NAT路由和服务器平台时，节点们是不允许外部的连接接入的。如果必须要把这些节点连接起来形成一个去中心化的网络环境，Libp2p的Relay协议就把proxy设置在并生成连接于任意两个节点之间：这样所有的信息传输都会被加密并由远端的多数节点进行验证，因此使proxy本身无法成为验证中间人但仍担任传输中继的角色。

图：2020年5月20日波卡项目领导人林嘉文博士宣布启动Substrate接入IPFS的开发工作。据了解，Web3基金会在2019年已与一家头部IPFS矿机品牌初步达成波卡上线后数据存储合作意向。在Libp2p网络底层通过IPFS从其他链上调用数据，其中IPFS数据交换协议“ContentTransfer”:此版本包括主要的Bitswap重构，运行新的和向后兼容的Bitswap协议。借助重构的Bitswap协议，一是可以实现从使用新协议的其他节点获取数据时，几乎没有重复区块；二是Bitswap协议将从从多个节点获取数据时会实现更好的并行性(parallelism)。

图：IPFS–Bitswap:thedataexchangeprotocol生态互赢：为什么波卡和Substrate需要libp2p与IPFS

Libp2p协议自诞生以来承担着Web3.0的使命，为众多分布式网络项目赋能。而Polkadot之所以在众多解决方案中，能够成为引领跨链的生态之一，很大程度上和它的可拓展性(Scalability)分不开。其基础的Substrate区块链搭建框架在底层也应用到了IPFS。Libp2p定位为未来去中心应用程序的标准，一种灵活的跨平台网络框架，用于点对点应用程序。可以处理Polkadot生态系统中的对等方的发现和通信。现在多个网络都采用了Libp2p技术。如EOS、以太坊2.0、Substrate(Polkadot)、Agoric、Filecoin。根据Substrate的技术文档：目前不可能也不打算使用libp2p网络堆栈和rust-libp2p库之外的其他更优秀的网络堆栈。可以说是目前任何分布式网络协议都会与libp2p这个网络底层产生关联。开源的Libp2p技术为去分布式网络源源不断注入新鲜血液，“NoProxy”–一个无需授信的世界，波卡与IPFS在libp2p网络上搭建着共通的宏伟愿景–Web3.0

Libp2p协议自诞生以来承担着Web3.0的使命，为众多分布式网络项目赋能。而Polkadot之所以在众多解决方案中，能够成为引领跨链的生态之一，很大程度上和它的可拓展性(Scalability)分不开。其基础的Substrate区块链搭建框架在底层也应用到了IPFS。Libp2p定位为未来去中心应用程序的标准，一种灵活的跨平台网络框架，用于点对点应用程序。可以处理Polkadot生态系统中的对等方的发现和通信。现在多个网络都采用了Libp2p技术。如EOS、以太坊2.0、Substrate(Polkadot)、Agoric、Filecoin。根据Substrate的技术文档：目前不可能也不打算使用libp2p网络堆栈和rust-libp2p库之外的其他更优秀的网络堆栈。可以说是目前任何分布式网络协议都会与libp2p这个网络底层产生关联。开源的Libp2p技术为去分布式网络源源不断注入新鲜血液，“NoProxy”–一个无需授信的世界，波卡与IPFS在libp2p网络上搭建着共通的宏伟愿景–Web3.0

撰文：ShawnRingLin-PolkaBase图表:ShawnRingLin校对：TezasConsulting,CANDAQCryptoSkyAMA,LianDu,链读，连读编辑：ShawnRingLin参考文献：

https://medium.com/paritytech/https://wiki.polkadot.network/https://crates.parity.io/sc_network/index.htmlhttps://segmentfault.com/https://www.dropbox.com/https://github.com/ipfs/go-ipfs/releas

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